我们是否已经发现了暗物质?
这是2月12日发表在《物理学g杂志》(Journal of Physics g)上的一篇新论文提出的问题。论文作者概述了暗物质可能是如何由一种被称为d*(2380)六夸克的粒子构成的,这种粒子很可能是在2014年被探测到的。
暗物质会产生万有引力,但不会发光,没有人碰过或见过它。我们不知道它是由什么组成的,无数的搜索结果都是空的。但绝大多数物理学家相信它的存在。证据是贴满了宇宙:集群的恒星旋转比他们原本应该更快,神秘的扭曲的光划过夜空,打在我们的银河系,甚至孔通过一个看不见的撞击器点东西,占大多数的大规模的宇宙,我们尚不清楚。
大多数被广泛研究的关于暗物质的理论都涉及到从标准物理模型(描述亚原子粒子的主流理论)之外的各种从未见过的粒子。这些粒子大多属于两类:轻量的轴子和重质量弱相互作用大质量粒子,或弱相互作用大质量粒子。还有其他更奇特的理论,包括尚未发现的中微子种类,或微观黑洞的理论类别。但是很少有人提出暗物质是由我们已知存在的物质构成的。
英国约克大学的物理学家米哈伊尔·巴什卡诺夫和丹尼尔·沃茨打破了这一模式,他们认为d*(2380)六夸克,或称“d-star”,可以解释所有缺失的物质。
夸克是标准模型中的基本物理粒子。其中三个结合在一起(使用称为胶子的粒子)可以产生质子或中子,这是原子的基本单位。以其他方式排列它们,你会得到不同的,更奇特的粒子。d-star是一种带正电荷的六夸克粒子,研究人员认为,2014年在德国Julich研究中心进行的一项实验中,d-star只存在了零点一秒。因为它是如此短暂,所以d-star探测还没有被完全证实。
单个的d星无法解释暗物质,198
198彩注册彩注册正规网址是什,因为它们在衰变之前持续的时间不够长。然而,Bashkanov告诉《生活科学》杂志,在宇宙的早期历史中,这些粒子可能以某种方式聚集在一起,从而防止它们衰变。
这种情况发生在中子上。巴什卡诺夫说:“从原子核中取出一个中子,它会很快衰变,但如果把它和原子核内的其他中子和质子混合在一起,它就会变得稳定。”
“六夸克的行为方式完全相同,”Bashkanov说。
巴什卡诺夫和瓦茨提出理论,认为d-星群可以形成被称为玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)的物质。在量子实验中,当温度降至极低,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5
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,就形成了BECs,有点像原子内部的质子和中子。它是物质的一种状态,不同于固体物质。
在宇宙早期,这些BECs会捕获自由电子,形成中性带电物质。物理学家们写道,带有中性电荷的d-star BEC的行为会很像暗物质:看不见的,穿过发光物质而不会明显地碰撞它,但会对周围的宇宙施加明显的引力。
当你坐在椅子上的时候,你不会从椅子上摔下来的原因是椅子上的电子会推动你背部的电子,形成一个负电荷的屏障,拒绝穿过路径。Bashkanov说,在适当的条件下,由带有捕获电子的六夸克组成的BECs将不会有这样的屏障,像完全中性的幽灵一样穿过其他物质。
这些BECs可能在大爆炸后不久就形成了,因为空间从没有明显原子粒子的热夸克-胶子等离子体的海洋过渡到有质子、中子和它们的表亲粒子的现代时代。当这些基本的原子粒子形成时,六夸克BECs从夸克胶子等离子体中沉淀的条件是完美的。
“在转变之前,温度太高了;之后,密度就太低了,”Bashkanov说。
在这个过渡时期,夸克可以冻结成普通的粒子,比如质子和中子,也可以冻结成现在可能构成暗物质的六夸克BECs, Bashkanov说。研究人员写道,如果这些六夸克BECs存在,我们或许能够探测到它们。尽管BECs相当长寿,但它们在地球周围偶尔也会衰变。这种衰变在专门用来观测宇宙射线的探测器中会以一种特殊的方式表现出来,就好像它同时来自各个方向,就好像这个源充满了整个空间。